库水位变化和降雨作用下付家坪子高陡滑坡稳定性研究

运用非饱和土渗流理论和抗剪强度理论,以付家坪子高陡滑坡为例,采用极限平衡法,分析了库水位不同升速和降速、降雨不同强度以及库水位变化与降雨联合作用工况下滑坡的稳定性。计算结果表明库水位上升越快,滑坡安全系数的增长速率越大;降速对滑坡稳定性的影响基本上呈抛物线变化,即安全系数先减小,后增加,每个降速下均存在一个临界水位;降雨强度越大,滑坡的稳定性就越差,随着库水位的升高,降雨对安全系数的降低幅度有所减小;在研究库水位下降与降雨在时间上的最不利组合方式时,发现降雨作用在最末对滑坡稳定性的影响比作用在最初要有利;该高陡滑坡在库水位变化、降雨以及库水位变化和降雨联合作用下,安全系数的变化幅度均很小。     

降雨-库水位作用下的下坪滑坡Monte-Carlo可靠度研究

针对降雨-库水位联合作用下的可靠度研究较少这一不足,基于下坪滑坡的工程背景,利用Geo-studio软件对降雨联合库水位不同工况下的渗透稳定性及可靠度进行了分析,得到了不同位置监测点的孔压变化、确定性安全系数变化、可靠度及失效概率,结果表明:库水位骤降工况下孔压总体上随时间呈现不断下降最终趋于稳定,而不同降雨工况下孔压总体上随时间呈现不断上升最终趋于稳定;库水位骤降情况下定性安全系数随时间呈现先降后升,而随降雨呈现单调下降的趋势;库水位骤降速率越大,降雨强度越大,降雨持时越长,最小安全系数则越小;库水位骤降工况下的不同工况安全系数分布差异要明显小于降雨工况,库水位骤降速率越大,失效概率越大,可靠性指标越低,降雨强度越大,降雨持续时间越长,失效概率越大,可靠性指标越低。     

三峡库区蔡坡堆积体库水位联合降雨工况下的渗流特性及边坡稳定性研究

目前,关于库水位联合降雨不同工况组合下滑坡渗流稳定问题的研究较少,为此基于非饱和渗流及稳定分析理论,以三峡库区蔡坡堆积体为研究背景,利用Geostudio软件对降雨、库水位及其组合工况下的堆积体边坡的渗流特性及稳定性进行了数值模拟,得到了边坡不同部位的孔压变化、边坡的安全系数曲线及湿润锋发展规律。结果表明:库水位骤降速率越大,则孔压下降越快,降雨强度越大,则孔压上升幅度越大,单纯降雨孔压上升幅度要大于库水位骤降情况孔压下降幅度。降雨发生在库水位骤降不同时刻的孔压特性综合了单纯降雨与单纯库水位下降的综合特性,位于边坡下部的孔压值要大于上部。库水位骤降下安全系数先降后升,降雨情况下安全系数先下降后保持稳定,单纯降雨导致的安全系数降幅要大于单纯库水位骤降情况,降雨发生在库水位骤降不同时刻下,安全系数在降雨时刻有一个突降,其中降雨发生在第6～8 d安全系数最小。降雨联合库水位骤降边坡失稳概率最大。库水位骤降速率越大浸润线越下凸,降雨强度越大边坡表层的湿润锋发展越充分,降雨与库水位联合作用下湿润锋变化规律相似,但是浸润线的下凸程度不同,这是导致这种情况下边坡安全系数不一致的原因。     

降雨与库水作用下木竹坪滑坡稳定性分析

采用GEO-SLOPE有限元计算软件对木竹坪滑坡在库水位上升、降雨、库水位上升和降雨共同作用下的地下水渗流场变化及稳定性进行了数值模拟计算。结果表明:不同工况条件下,地下水位线位置相差很大,但各工况下最可能滑动面的范围几乎一致;库水位上升和降雨共同作用对滑坡稳定性影响最为不利,其安全系数最小。     

库水位升降联合降雨作用下白家包滑坡稳定性评价

库水位升降和降雨通过改变三峡库区库岸滑坡岩土体的抗剪强度和应力状态,影响库岸滑坡的稳定性。为探讨白家包滑坡在库水位升降和降雨联合作用下的稳定性变化特征,本文首先根据GPS监测数据定性分析白家包滑坡变形规律,再采用Geo-studio软件计算4种工况下滑坡的稳定性系数,最后采用R/S分析法计算各GPS监测点累积位移的Hurst指数,并将Hurst指数值与Geo-studio数值模拟结果进行对比分析。结果表明：白家包滑坡累积位移曲线呈“阶跃状”特征;滑坡稳定性受库水位升降和降雨的综合影响,库水位下降时稳定性系数减小,上升时稳定性系数增大,降雨也能在一定程度上降低滑坡稳定性;175~145 m加降雨工况下滑坡最小稳定性系数为1.034,处于欠稳定状态;各监测点Hurst指数均介于0.5~1之间,表明未来滑坡变形将持续加剧,与滑坡变形定性分析及稳定性数值模拟结果一致。     

土体抗剪强度参数统计特性对边坡可靠性影响研究

综合考虑了参数分布类型、变异性及相关系数等因素,通过蒙特卡洛模拟开展了某均质边坡失效概率计算,探讨了三种因素对边坡失效概率的影响效应。结果表明,土体抗剪强度参数c(或)的变异系数与失效概率呈正相关性,的变异系数对失效概率的影响比c的变异系数更为显著。c、负相关时,失效概率随其相关系数增大而减小,反之相反。变异性系数对失效概率结果影响较相关系数更为明显。分别固定变异系数和相关系数时,不同分布类型得出的失效概率比较接近。但当c、分别服从伽玛分布和正态分布时,相应最大失效概率分别为15.50%和4.12%。这容易引起对边坡可靠性偏保守的估计。基于蒙特卡洛的可靠度分析可以定量描述各参数统计特性对边坡稳定性的影响,为边坡工程的风险评价提供参考。     

基于点估计理论滑坡稳定性及可靠度分析

为进一步分析研究库水位和降雨对滑坡的影响,以三峡库区三门洞滑坡为例,采用点估计理论方法计算得出4种不同工况,以库水位下降和降雨为随机变量进行稳定性及可靠度分析。结果表明,库水位较快下降和降雨耦合作用是影响三门洞滑坡稳定性的关键因素;根据滑坡稳定状态分级,该滑坡尚处于欠稳定阶段,稳定性系数标准差为0. 044,可靠度指标为0. 693,失效概率为24. 41%,具体数值直观地体现了稳定性状况;点估计理论验证了前人的结论,说明该分析方法的可靠性。     

基于传递系数法的滑坡稳定性分析

以三峡库区某动水压力型推移式滑坡为研究对象,通过参数反演得到了合理的滑带土抗剪强度参数,以此为依据,采用传递系数法对该滑坡进行了稳定性计算。计算结果表明,在降雨作用下,该滑坡处于基本稳定状态与欠稳定状态之间,自重+暴雨+库水位回落工况的稳定性系数小于1.005,处于不稳定状态。分析表明,库水位变化及降雨对滑坡稳定系数的影响较大。因此,建议采用自重+暴雨+库水位回落作为设计工况,安全系数取值1.15来对该滑坡进行治理方面的设计方案,并提出了采用抗滑桩+截排水沟的治理措施来提高滑坡的稳定性。     

库水位升降与降雨条件下滑坡的渗流及稳定性分析

地下水对库岸边坡的稳定性影响重大,以库区某滑坡为例,通过对滑坡的变形特征和专业监测数据分析,结合三峡库区库水位调度方案及降雨条件,依据非饱和土渗流理论和极限平衡理论,运用有限元分析软件Geo-Studio,对该滑坡设置了8种工况,分析其在145~175 m库水位波动及降雨条件下的渗流及稳定性。计算结果表明滑坡体内地下水位随库水位升降而升降,降雨对滑体后部地下水位有一定影响;滑坡稳定性在库水位上升时减小,且上升速率越大,稳定性系数越小;库水位下降,稳定性系数先减小后增大;降雨条件下,稳定性系数有所减小。所得结果可为库岸边坡的稳定性分析提供一定参考。     

水位波动对抗滑桩加固机理影响研究

为研究水位升降作用下抗滑桩对边坡的加固机理影响,本文基于ABAQUS数值模拟分析了库岸边坡在天然工况、库水位由175 m降至145 m工况以及库水位由145 m上升至175 m工况情况下,桩与土相互作用机理。结果表明：(1)库水位波动条件下,岩土体的抗剪强度指标弱化,对边坡的稳定性是不利的。抗滑桩能够有效地提高边坡的稳定性,但水位波动对抗滑桩的阻滑效果也会产生不利影响,实际应用中,应适当提高抗滑桩的安全储备系数,保证边坡稳定性;(2)库水位变化的条件下,坡体的最大应变值出现在滑带中部位置,而应变最小位置出现在滑坡顶部。水位上升导致滑坡顶部位置位移增大,桩土作用明显。     

基于降雨、库水位联合作用的滑坡渗透稳定性分析

为了进一步研究库水位与降雨联合情况下滑坡体渗流特性以及稳定性的规律,根据非饱和渗流原理,利用Geostudio 2007软件,对某滑坡体库水位骤降与降雨联合作用工况进行了渗流特性以及稳定性分析。结果表明:库水位下降速率越大,降雨强度越大,降雨持时越长,滑坡体稳定系数越小;距离岸坡较远的滑坡体内部孔压变化存在一个"滞后"现象,距离岸坡越近,孔压变化幅度越大。库水位骤降对不同监测点的孔压有一个影响时间,上部、中部和下部监测点影响时间分别为360 d、150 d和100 d。降雨影响了滑坡体内部瞬时孔压变化,而对整体的孔压变化影响较小。降雨发生在库水位骤降过程中而非库水位下降开始时刻或结束时刻时容易导致滑坡体失稳。研究成果为研究在库水位和降雨联合作用下的滑坡机理提供一定的参考。     

库水与降雨对凉水井滑坡变形及稳定性的影响

三峡库区内大量的涉水库岸边坡,其稳定性不仅受库水涨落的影响,而且还受到库区降雨的影响。为了分析凉水井滑坡在库水下降及降雨联合作用下的变形与稳定性响应规律,利用Geostudio有限元软件分析了8种不同工况下凉水井滑坡的变形特征与稳定性演化规律,定义并获取了滑坡各处的降雨响应因子与联合响应因子。变形结果表明,滑坡前缘变形主要受库水下降控制,而后缘变形则受控于降雨;库水降雨联合作用时滑坡表现出牵引式的运动特征,且在滑坡中后部出现了一个变形响应“迟钝”的区域。稳定性分析表明,滑坡稳定性主要受库水下降控制,其稳定系数随下降速度的增加而降低。但当库水下降速度大于0.6 m/d时,随着库水下降速度增加滑坡稳定系数的降幅逐渐减小,库水下降速度大于1.0 m/d时,库水下降速度的增加对稳定性影响较小,其稳定性对50年一遇的暴雨更加敏感。     

三峡库区水位变幅对奉节何家坡滑坡稳定性影响分析

为了更好地研究在三峡库区增大库水降幅条件下奉节何家坡滑坡稳定性,预测评判其发展趋势,通过现场地质调查和勘探,分析了何家坡滑坡的变形模式与形成机制,并考虑了库水位骤降作用。利用Geo Studio有限元分析软件对滑坡在增大库水位变幅的极端工况下进行渗流场模拟与稳定性计算。研究表明,何家坡滑坡变形主要集中在坡体前缘与中部,表现为逐级牵引式变形破坏,库水位降幅1.2 m/d条件下整体处于基本稳定状态。随着库水位下降速率增大,滑坡稳定性系数不断降低,属典型的动水压力型滑坡。     

库水位间歇性下降对堆积体滑坡稳定性的影响

针对库水位快速下降不利于滑坡稳定的现状,提出库水位以间歇性方式下降,即在传统库水位持续性下降分析的基础上,以三峡库区某一堆积体滑坡为例,利用Geo-Studio软件详细分析了在库水位不同间歇时间和多阶段间歇下降条件下堆积体滑坡稳定情况。结果表明库水位实行间歇性下降,间歇时间有助于滑坡体内孔隙水压力消散,减小库水快速下降引起的地下水回落的滞后性,有利于水力梯度降低;相比库水位持续性下降,滑坡稳定性得到提高,但稳定系数与间歇时间并不呈正比例关系;在库水位实行多阶段间歇性下降后,提高的程度明显增大,达到5%以上。为了使滑坡稳定性提高的效果达到最佳,应合理地安排库水位下降和间歇时间。     

库水位升降下三峡库区滑坡堆积体渗流滞后性研究

三峡水库库区涉水滑坡较多,滑坡渗流特征及滞后性对水库滑坡稳定性分析评价具有非常重要的意义。为此,采用数值模拟方法对三峡库区涉水滑坡体在库水位升降作用下的渗流滞后性特征进行了研究,提出将滑体饱和渗透系数与库水位升降速率的比值定义为滞后系数作为评价滞后性的重要指标,从而得出滞后系数与水位变动带坡度为影响滑坡渗流滞后性的主要因素,并给出了计算其渗流滞后时间的简便方法。研究结果表明:饱和－非饱和界面的基质吸力是渗流滞后性产生的主要原因,可将滞后系数35近似作为渗流滞后型与同步型的界限值,滞后系数1.67与2.5作为区分滑坡滞后性强、中、弱等级的划分值;当库水位下降速率保持0.6m/d时,库区45.7%的滑坡渗流为强滞后型,当增大库水位下降速率为1.2m/d时,强滞后型滑坡数量达到64.4%。     

三峡库区白家包阶跃型滑坡动态变形特征与机理

三峡库区内许多滑坡受库水位周期性涨落及降雨的影响,其变形时间曲线呈阶梯状,滑坡变形呈现出阶跃型动态变形演化特征。为了深入研究阶跃型滑坡的动态变形机理,评价预测该类型滑坡的稳定性及发展趋势,本文以白家包滑坡为例,根据现场地质调查及勘查资料,充分利用挖掘十多年的监测数据,分析其动态变形特征、变形机理、影响因素和稳定性,预测其动态变形发展趋势。结果表明此类滑坡由于渗透性能较差,当水库退水时,坡体内地下水向水库排水缓慢,形成地下水与库水位的正落差,指向坡体外侧的渗透压力增大,使得坡体稳定性降低。并且库水位下降速率越大,滑坡位移速率就越大。     

基于功效系数法的滑坡灾害风险评估研究

基于功效系数法的基本原理,在综合考虑滑坡的关键影响因素基础上,选取滑坡规模、滑坡稳定系数、当日降雨量、潜在经济损失、受灾人数作为评价因子,建立了一种新的滑坡灾害风险评估方法,并将该方法应用于瀑布沟水电站库区12处滑坡灾害评估,评价结果表明,除麦地滑坡实际结果为Ⅲ级而预测结果为Ⅳ级外,结果准确率达到91.7%。这表明基于功效系数法的滑坡灾害风险评估方法是可行的,为滑坡灾害的风险评估提供了一种新的方法。